第六章水分因子.ppt

Click to edit Master title style,Click to edit Master text styles,Second Level,Third Level,Fourth Level,Fifth Level,*,内容,第六章 水分因子,Water factor,引言,不同形态水及其生态意义,植物体的水分平衡,干旱与水涝对植物的影响,生物对水因子的适应,水分条件对植物分布和产量的影响,森林的水分平衡,森林对降水的影响,小结,引言,水是构成植物体的主要成分之一,水是光合作用的原料，生理活动需要有水的参与。,水分可使植物体温度趋于稳定,保持地球温度的相对稳定,不同形态水及其生态意义,降水量的空间变化，受地理纬度、海陆位置、地形、气流运动等因素影响。,降水包括降水量、降水时间和降水强度三要素。,不同形态水及其生态意义,雨：是降水中最重要的一种形式。,不同地区的年雨量相差很大,雨量对于植物的影响，不仅在于年雨量多少，还要看雨量在四季的分配，以及一次降雨量的大小。,降雨强度过大，形成洪涝灾害，是我国常见灾害之一。,不同形态水及其生态意义,雪：也是重要的降水形式。,冬季降雪对于缓解春季干旱具有重要意义。,天山的融雪是新疆农业重要的灌溉水源。,积雪可以保护植物越冬。,地球上积雪的覆盖面积对地球气候产生很大的影响。,雪也会带来灾害。,不同形态水及其生态意义,雾和露：在一些地区对植物生长极其重要。,有些物种的分布常与雾有关。某些植物的生长和发育需要较高的大气湿度和避开阳光直射，有的在终年云雾缭绕的地区生长。,不同形态水及其生态意义,土壤水分：,当地下水位较高时，水分不仅不是限制性因子，反而由于水分过多，占住了土壤孔隙，而使土壤中的空气成为限制性因子。,植物根部的水分供应与空气供应成负相关。要使植物达到最佳生长，就必须使空气和水都能始终保持着有效的供应。,土壤所含的水分可分为如下三种：,重力水,，充满在较大的孔隙（约在,0.05mm,以上）中，并在重力作用下可以很快排走，可利用性低，容易造成土壤的淋失。,毛管水,，在田间持水力范围以内保持的那部分自由水。,吸湿水,，由干燥土粒表面的分子所吸引的气态水，只有在长时间加温到沸点以上时才会被分离出来，对植物来说是不能利用的。,植物体的水分平衡,实际上是水分收入（根吸水）和支出（叶蒸腾）的平衡。,根的吸水与外界因素的关系,土壤溶液浓度,土壤温度,土壤的通气性,外界因素对蒸腾作用的影响,太阳辐射,温度,大气湿度,风,土壤条件,干旱与水涝对植物的影响,干旱对植物的影响,干旱是一种严重缺水现象，可分,大气干旱,和,土壤干旱,。,干旱导致植物各种生理过程降低，如气孔关闭，减弱了蒸腾降温作用，引起叶温的升高，当叶片失水过多时，原生质脱水，叶绿体受损伤，抑制光合作用。干旱又引起植物体内各部分水分的重新分配。,幼叶在干旱时向老叶夺水，促使老叶死亡，以致减少了尚能进行光合作用的有效叶面积。幼叶也会向花芽夺水，导致花芽脱落。,干旱与水涝对植物的影响,水涝对植物的影响,土壤水分过多或积水时，植物生长便很快停止，叶片自下而上开始萎蔫，接着枯黄脱落，根系逐渐变黑，整个植株不久就枯死。,陆生植物的根系涝害是由于土壤空隙被水所充满，通气状况严重恶化，因而造成植物根系处于缺氧环境，抑制了有氧呼吸，阻止水分和矿物元素的吸收。,生物对水因子的适应,植物对水因子的适应,根据植物对水分的关系，可把植物分为水生植物和陆生植物。,水生植物：,是所有生活在水中的植物总称。,根据生长环境水的深浅,水生植物,可分成：,沉水植物,：植物体全部在水体中，由于水体环境的特点，沉水植物器官分化不明显，细胞表面没有角质层、蜡质或木栓质等结构，因而可以直接吸收水分、溶解于水中的气体和营养原料。,如金鱼藻、黑藻。,生物对水因子的适应,植物对水因子的适应,浮水植物,：可以分成两大类，一类是根不着生在河泥中的完全漂浮植物，另一类是根着生在河泥中，仅叶飘浮在水面上的浮水植物。气孔通常生在叶的上面，叶的下面没有或极少有气孔，叶上面通常有蜡质，所以水不能沾湿它。浮水植物的无性繁殖很快，常常形成大面积的群落。,如浮萍。,体内的腔道通常形成一条连续的空气通道系统，通过这个系统，沉水器官可以利用浮水器官的气孔与大气进行气体交换。气孔通常生在叶的上部,生物对水因子的适应植物对水因子的适应,挺水植物,：生长在浅水区，植物体大部分挺出水面，根系固定在水底土壤，将其茎叶的一部份或大部份伸出水面。一般在比较浅的水体中生长，如芦苇、香蒲、泽泻等。,生物对水因子的适应,植物对水因子的适应,陆生植物：生长在陆地上的植物统称陆生植物，按照对水分的需要量及耐旱程度可分为湿生、中生和旱生植物。,湿生植物,：不能长时间忍受缺水，抗旱能力差，多生长在水边或潮湿的环境中。如水稻、秋海棠。,中生植物,：适于生长在水分条件适中的环境中，形态结构及适应性介于湿生植物与旱生植物之间，种类最多，分布最广，数量最大。,旱生植物,：生长在干旱环境中，能忍受较长时间的干旱，且能维护水分平衡和正常的生长发育。主要分布在干热草原和荒漠地区。,生物对水因子的适应,植物对水因子的适应,旱生植物的适应特点：,形态适应：根系发达，如沙漠地区的骆驼刺地面部分只有几公分，而地下部分可深达,15,米，扩展范围,623m,2,，可吸收更多水分。,叶片化成刺状、针状或鳞片状，且气孔下陷，如仙人掌科。这类植物能够贮备大量水分，适应干旱条件下的生活。储水组织发达，如南美的瓶子树：可储水,4,吨以上。,生物对水因子的适应,植物对水因子的适应,旱生植物的适应特点：,生理适应：原生质渗透压较高。,生物对水因子的适应,动物对水因子的适应,动物按栖息地也可以分水生和陆生两类。,水生动物：主要通过调节体内的渗透压来维持与环境的水分平衡。,陆生动物，适应干旱的途径,形态结构,：昆虫具有几丁质的体壁，防止水分的过量蒸发；两栖类动物体表分泌粘液以保持湿润；哺乳动物有皮质腺和毛，防止体内水分过多蒸发。,行为适应,：沙漠动物昼伏夜出。沙漠地区夏季昼夜地表温度相差很大，因此地面和地下的相对湿度和蒸发力相差很大。在水分和食物不足时，迁移到别处。,生理的适应,：如骆驼，胃可储水，储藏丰富的脂肪，在消耗过程中产生大量的水分；血液中具有特殊的脂肪和蛋白质，不易脱水。,生物对水因子的适应,水分条件对植物分布和产量的影响,干燥度：最大蒸发量与降水量之比。,干燥度 水份状况 自然植被,0.99,湿润 森林,1-1.49,半湿润 森林草原1.50-3.99,半干旱 草甸、草原、荒漠草原,4.0,干旱 荒漠,森林水分平衡,认识和研究森林的水分平衡和水文效益的实用方法,小集水区,(Catchment),技术,森林水分平衡,森林水文过程,森林水分平衡,植被对降水的再分配和树冠截流,林内雨量,=,滴落量,(drip)+,茎流量,(Stem flow)+,穿透雨量,(Through fall),林外雨量：在连续降雨的一段时间内，林冠上部或旷地雨量。,树冠截留雨量,=,林外雨量,-,林内雨量,影响植被截留量的因素：树种、林冠结构、年龄、密度。,影响茎流的因素：树种形态、树皮粗糙度等。,森林水分平衡,入渗土壤的水,降水向土壤中渗透的过程，称为入渗。,初渗率：在水分渗入土壤中时，在初期入渗速率很大，即初渗率。,终渗率：初渗率在短时间内即急剧下降，最后趋于稳定，即终渗率。,森林水分平衡,蒸发散,土壤水经森林植被蒸腾和林地地面蒸发而进入大气的过程。,森林的蒸腾量大于草地、农田作物。,地表径流,森林可以显著减少地表径流的原因,林内死地被物能吸收大量降水，减少径流。,森林土壤疏松、孔隙多、富含有机质和腐殖质，水分容易被吸收和入渗。地表径流受树干、下木、活地被物和死地被物的阻挡，流动缓慢，有利于被土壤吸收和入渗。,森林对降水的影响,森林增雨作用的评价,降水通过林冠后水质的变化,降水，尤其是降雨，能够将大量养分从叶片上淋洗掉，造成养分损失，但如没有降水，则叶片上容易积聚较多的养分及代谢产物，反过来毒害叶片。,生物与水因子的关系,森林的水分平衡,小结,